Особливості електроокиснення олова в лужних розчинах К2ТiО3

Addition of К2ТiО3 into the alkaline electrolyte for tin passivation leads to significant change in the physical-chemical properties of the surface films being formed. However the electrochemical behavior of the system does not change much. Coulonometric analysis has been performed on the films which were electrochemically formed on the tin under different conditions and were legated by titanium compounds. It is shown that the presence of titanium compounds in the film leads to the appearance of an additional peak in the chronoamperometry revealing the restoration of titanium. The dynamic of hydrogen peroxide decomposition in the presence of aforementioned films has been investigated. Based on obtained data, a scheme of electrode processes on the tin electrode in an alkaline solution of К2ТiО3 has been proposed.Введение К2ТiО3 в щелочной электролит для анодного пассивирования олова приводит к резкому изменению физико-химических свойств формируемых поверхностных пленок при незначительных изменениях электрохимического поведения системы. Осуществлен кулонометрический анализ электрохимически сформированных при разных условиях пленок на олове, легированных соединениями титана. Показано, что наличие в пленке соединений титана приводит к появлению на хроноамперограмме дополнительного пика, свидетельствующего о восстановлении титана. Изучена динамика разложения перекиси водорода в присутствии указанных пленок. На основании полученных данных предложена схема электродных процессов, протекающих на оловянном электроде в щелочном растворе К2ТiО3.Додавання К2ТiО3 до лужного електроліту для анодного пасивування олова призводить до різкої зміни фізико-хімічних властивостей поверхневих плівок, які формуються за незначної зміни електрохімічної поведінки системи. Проведено кулонометричний аналіз електрохімічно сформованих за різних умов плівок на олові легованих сполуками титану. Показано, що наявність у плівці сполук титану зумовлює появу на хроноамперограмі додаткового піка, що свідчить про відновлення титану. Вивчено динаміку розкладу гідроген пероксиду в присутності вказаних плівок. На підставі отриманих даних запропоновано схему електродних процесів, що відбуваються на олов’яному електроді в лужному розчині К2ТiО3

Особенности электроокисления олова в щелочных растворах К2ТiО3

Введение К2ТiО3 в щелочной электролит для анодного пассивирования олова приводит к резкому изменению физико-химических свойств формируемых поверхностных пленок при незначительных изменениях электрохимического поведения системы. Осуществлен кулонометрический анализ электрохимически сформированных при разных условиях пленок на олове, легированных соединениями титана. Показано, что наличие в пленке соединений титана приводит к появлению на хроноамперограмме дополнительного пика, свидетельствующего о восстановлении титана. Изучена динамика разложения перекиси водорода в присутствии указанных пленок. На основании полученных данных предложена схема электродных процессов, протекающих на оловянном электроде в щелочном растворе К2ТiО3

ВЗАЄМОДІЯ КОМПЛЕКСНИХ СПОЛУК 1,3,7- ТРИМЕТИЛКСАНТИНІЮ ЗІ АНІОНАМИ ПОЛІОКСОМЕТАЛАТІВ МОЛІБДЕНУ ТА ВОЛЬФРАМУ З ШТУЧНИМИ РАДИКАЛАМИ

In the course of research on interaction of artificial radicals of triphenyl-verdazyl (TPV) and diphenyl picryl hydrazyl (DPPH) with complex compounds of 1,3,7-trimethylxanthine with anions of polyoxometalates of molybdenum and tungsten, an anti-radical action of the coordination compounds mentioned above was proved. During the interaction of these compounds with the TPV-radical, deactivation of the latter occurs. This is evidenced, firstly, by a decrease followed by vanishing of characteristic absorption maximum in the visible area of spectroscopy for the radical form – 720 nm and, secondly, by disappearance on і,Е-curves of maxima of TPV-radical transition into the anionic form. Unequal decrease in absorption maxima of the cationic and anionic forms of TPV can give evidence of complicated nature of the interaction of the TPV-radical with the complex (Hcaf)3[PМе12O40]×6H2O (where Ме = Мо, W). According to the spectroscopy data, compounds (Hcaf)3[PМо12O40]×6H2O showed greater anti-radical action compared to (Hcaf)3[PW 12O40]×6H2O. That is, the antiradical effect of the complex compounds (Hcaf)3[PМо12O40]×6H2O, (Hcaf)3[PW 12O40]×6H2O was proved.В процессе исследований взаимодействия радикалов 1,3,5-трифенилвердазил и дифенилпикрилгидразил с комплексными соединениями 1,3,7-триметилксантиния с анионами полиоксометалатов молибдена и вольфрама было доказано антирадикальное действие указанных координационных соединений. При взаимодействии данных соединений с ТФВ-радикалом происходит дезактивация последнего. Об этом свидетельствует, во-первых, снижение, а затем и полное исчезновение характерного максимума поглощения в видимой области ЭСП для радикальной формы – 720 нм, а во-вторых, исчезновение на і, Е-кривых максимума перехода ТФВ-радикала в анионную форму. Неравномерный рост максимумов поглощения катионной и анионной формам ТФВ может свидетельствовать о сложном характере взаимодействия ТФВ-радикала с комплексом (Hcaf)3[PМе12O40]×6H2O (где Ме = Мо, W). По данным спектроскопии обнаружили, что соединения (Hcaf)3[PМе12O40] ×6H2O проявляют большую антирадикальную активность по сравнению с (Hcaf)3[PW12O40]×6H2O.В процесі досліджень взаємодії штучних радикалів 1,3,5-трифенілвердазил (ТФВ) та дифенілпікрілгідразил (ДФПГ) із комплексними сполуками 1,3,7-триметилксантинію з аніонами поліоксометалатів молібдену та вольфраму було доведено антирадикальну дію вказаних координаційних сполук. При взаємодії даних сполук із ТФВ-радикалом відбувається дезактивация останнього. Про це свідчить, по-перше, зниження, а потім і взагалі зникнення характерного максимуму поглинання у видимій області ЕСП для радикальної форми – 720 нм, а по-друге, зникнення на і,Е-кривих максимуму переходу ТФВ-радикала у аніонну форму. Нерівномірне зростання максимумів поглинання катіонної та аніонної форм ТФВ може свідчити про складний характер взаємодії ТФВ-радикалу з комплексом (Hcaf)3[PМе12O40]×6H2O (де Ме = Мо, W). За даними спектроскопії сполуки (Hcaf)3[PМо12O40]×6H2O виявили більшу антирадикальну активність у порівнянні з (Hcaf)3[PW 12O40]×6H2O

Electrodeposition of tin in presence of К₂ТiО₃

The abnormal influence of potassium metatitanate on the rate of the deposition of tin from stannate electrolyte is discussed: introduction of 1 mmol/L К2ТiО3 into working solution causes a fivefold increase of partial current Sn(VI) → Sn0 and, respectively, the current output of tin. The analysis of the correlation of potentials' values which are installed during the process of electrodeposition of microcomposite material was carried out. The correctness between the potentials' values and sustainable forms of precipitated component at a specified pH value was determined. The possibility of formation the titanium hydride is shown in these conditions. A sharp change in morphology of the tin sediment surface in the presence of additive К2ТiО3 in the tinning electrolyte is reviewed. The single-phase nature of the obtained micro-composite material including tin and titanium is proved. To explain these facts a scheme of electrode process is proposed, whereby SnO32– and TiO32– ions are reduced with hydrogen at the cathode, where the product of metatitanate-ions reduction is titanium hydride which is capable of catalysing SnO32– reduction. The suggested scheme also explains the changes in the morphology of the sediment surface. The growth of the needle crystals of tin which segregate in the presence of TiO32– ions takes place on titanium hydride active centers.</p

Електроосадження олова в присутності К2TiO3

The abnormal influence of potassium metatitanate on the rate of the deposition of tin from stannate electrolyte is discussed: introduction of 1 mmol/L К2ТiО3 into working solution causes a fivefold increase of partial current Sn(VI) → Sn0 and, respectively, the current output of tin. The analysis of the correlation of potentials' values which are installed during the process of electrodeposition of microcomposite material was carried out. The correctness between the potentials' values and sustainable forms of precipitated component at a specified pH value was determined. The possibility of formation the titanium hydride is shown in these conditions. A sharp change in morphology of the tin sediment surface in the presence of additive К2ТiО3 in the tinning electrolyte is reviewed. The single-phase nature of the obtained micro-composite material including tin and titanium is proved. To explain these facts a scheme of electrode process is proposed, whereby SnO32– and TiO32– ions are reduced with hydrogen at the cathode, where the product of metatitanate-ions reduction is titanium hydride which is capable of catalysing SnO32– reduction. The suggested scheme also explains the changes in the morphology of the sediment surface. The growth of the needle crystals of tin which segregate in the presence of TiO32– ions takes place on titanium hydride active centers.Изучено аномальное влияние метатитаната калия на скорость осаждения олова из станнатного электролита: введение 1 ммоль/л К2ТiО3 в рабочий раствор вызывает пятикратное увеличение парциального тока процесса Sn(VI) → Sn0 и, соответственно, выхода по току олова. Рассмотрено резкое изменение морфологии поверхности осадка олова в присутствии добавки К2ТiО3 в электролите лужения, с помощью рентгенофазового анализа и микроанализа (РЭМ) доказана однофазная природа полученного микрокомпозитного материала, включающего олово и титан. Проведен анализ зависимости значений потенциалов, устанавливающихся в процессе электроосаждения микрокомпозитного материала. Установлено соответствие между значениями потенциалов и устойчивыми формами осаждаемых компонентов при заданном значении рН; показана возможность образования в этих условиях гидрида титана. Для объяснения указанных фактов предложена схема электродного процесса, в рамках которой ионы SnO32– и TiO32– восстанавливаются выделяющимся на катоде водородом, причем продуктом восстановления метатитанат-ионов является гидрид титана, который способен катализировать восстановление SnO32–. Предложенная схема также объясняет изменение морфологии поверхности осадка: вероятно, рост игольчатых кристаллов олова, выделяющихся в присутствии ТіO32–-ионов, происходит на активных центрах гидрида титана.// _// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "chemistry.dnu.dp.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "chemistry.dnu.dp.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "chemistry.dnu.dp.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;eДосліджено аномальний вплив калію метатитанату на швидкість осадження олова зі станатного електроліту: додавання 1 ммоль/л К2ТiО3 у робочий розчин обумовлює п’ятикратне зростання парціального струму процесу Sn(VI) → Sn0 і, відповідно, виходу за струмом олова. Розглянуто різку зміну морфології поверхні осаду олова в присутності домішки К2ТiО3 в електроліті лудіння, за допомогою рентгенофазового та мікроаналізу (РЕМ) доведено однофазову природу одержаного мікрокомпозитного матеріалу, що містить олово та титан. Проведено аналіз залежності значень потенціалів, що встановлюються в процесі електроосадження мікрокомпозитного матеріалу. Встановлена відповідність між значеннями потенціалів та стійкими формами компонентів, що осаджуються, при даному значенні рН; показано можливість утворення в цих умовах титан гідриду. Для пояснення вказаних фактів запропоновано схему електродного процесу, у межах якої іони SnO32– і TiO32– відновлюються воднем, що виділяється на катоді, причому продуктом відновлення метатитанат-іонів є титан гідрид, здатний каталізувати відновлення SnO32–. Запропонована схема також пояснює зміни морфології поверхні осаду: вірогідно, поява голчастих кристалів олова, що утворюються в присутності ТіO32–-іонів, відбувається на активних центрах титан гідриду

ЕЛЕКТРООСАДЖЕННЯ СПЛАВУ Pb-Sn(TiOx) З ЛУЖНОГО ЕЛЕКТРОЛІТУ

In this work, the production of thermal and electrolytic triple alloy Pb-Sn (TiOx) is investigated and some properties of the obtained material are considered. Conclusions are made on the advantage of the electrolytic method in comparison with the thermal one. An alkaline tin and lead electrolyte containing potassium metatitanate has been developed. According to the criteria of the maximum content of titanium, dissipative power and surface quality, its optimal composition is determined: КОН – 100–150 g/l, SnCl2 – 16 g/l, (СН3СОО)2Pb – 75 g/l, К2ТіО3 – 0.2 g/l, glycerol – 50–60 g/l. The optimal conditions for electrolysis are a temperature of 20–30 ˚С, current density ік = 20 mA/cm2; the ratio of the cathode and anode surfaces is not less than 1 : 2. The passivated coatings photocatalytic activity research results together with their corrosion tests data and surface morphology analysis confirmed their high quality. The obtained alloy can be used as a corrosion-resistant coating, as a substrate for photo- and electroactive electrodes based on valve metal oxides, etc.В данной работе исследовано термическое и электролитическое получение тройного сплава Pb-Sn(TiOx) и рассмотрены некоторые свойства полученного материала. Сделаны выводы о преимуществе электролитического метода в сравнении с термическим. Разработан щелочной электролит лужения-свинцевания, содержащий метатитанат калия. По критериям максимального содержания титана, рассеивающей способности и качества поверхности определен его оптимальный состав: КОН – 100–150 г/л, SnCl2 – 16 г/л, (СН3СОО)2Pb – 75 г/л, К2ТіО3 – 0.2 г/л, глицерин – 50–60 г/л. Оптимальными условиями электролиза являются температура 20–30 ˚С, плотность тока ік = 20 мА/см2; соотношение поверхностей катода и анода не меньше 1 : 2. Результаты исследования фотокаталитической активности пассивированных покрытий в сочетании с данными коррозионных испытаний и анализом морфологии поверхности подтвердили их высокое качество. Полученный сплав может быть использован в качестве коррозионностойкого покрытия, подложки для фото-и электроактивных электродов на основе оксидов вентильных металлов и т.д.У даній роботі досліджено термічне та електролітичне отримання потрійного сплаву Pb-Sn(TiOx) та розглянуті деякі властивості отриманого матеріалу. Зроблено висновки щодо переваги електролітичного методу у порівнянні з термічним. Розроблений лужний електроліт лудження-свинцювання, що містить калію метатитанат. За критеріями максимального вмісту титану, розсіювальної здатності та якості поверхні визначений його оптимальний склад: КОН – 100–150 г/л, SnCl2 – 16 г/л, (СН3СОО)2Pb – 75 г/л, К2ТіО3 – 0.2 г/л, гліцерол – 50–60 г/л. Оптимальними умовами електролізу є температура 20–30 ˚С, густина струму ік = 20 мА/см2; співвідношення поверхонь катоду та аноду не менше 1 : 2. Результати дослідження фотокаталітичної активності пасивованих покриттів у поєднанні з даними їх корозійних випробувань та аналізу морфології поверхні підтвердили їх високу якість. Отриманий сплав може бути використаний як корозійностійке покриття, як підложка для фото- та електроактивних електродів на основі оксидів вентильних металів тощо

ДОСЛІДЖЕННЯ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ПРИ ОҐРУДКУВАННІ АГЛОШИХТИ

Data on the physico-chemical processes occurring during the pelletization of sintering mixture were obtained by bench and laboratory studies. Both the sintering parameters of the mixture and the intensity of dust and harmful gases entry into the atmospheric air together with sintering gases depend on the degree and quality of pelletization. The adsorption of surfactants was studied; the adhesion of surfactant solutions was calculated on the basis of contact angle measurements; an original method was applied for measuring the rupture force used for breaking the wetted sintering mixture, and data on the change in the fractional composition of the sintering mixture after the wetting were obtained. The optimal parameters of the pelletizing process were established. The optimal concentration of surfactant (TEAS) in the pelletizing solution was 0.00015 – 0.00020 mol/l at a flow rate of 70 – 80 g per ton of the sintering mixture; the best wetting and the smallest dust content (the percentage of sintering mixture fractions &lt;3 mm) is provided by using seawater as a solvent. It is noted that not only a decrease, but also an increase in the TEAS concentration relative to the optimal value leads to a noticeable deterioration in the sintering mixture quality. Presumably, this behavior of the system under study is associated with both the size effects and the increased polarization of the sulfo group in the surfactant.С помощью стендовых и лабораторных исследований получены данные о физико-химических процессах, протекающих при окомковании аглошихты. От степени и качества окомкования зависят как параметры спекания шихты, так и интенсивность поступления в атмосферный воздух с аглогазами пыли и вредных газов. Была изучена адсорбция поверхностно-активных веществ (ПАВ); на основании измерений краевого угла смачивания рассчитана адгезия растворов ПАВ; по оригинальной методике измерена сила, пошедшая на разрыв смоченной аглошихты, а также получены данные об изменении фракционного состава аглошихты после смачивания. Установлены оптимальные параметры процесса окомкования. Оптимальная концентрация ПАР (ТЭАC) в растворе для окомкования составила 0.00015 – 0.00020 моль/л при расходе 70 – 80 г на тонну аглошихты; наилучшее смачивание и наименьшее содержание пыли (доля фракций аглошихты &lt; 3 мм) обеспечивается при использовании морской воды в качестве растворителя. Отмечено, что не только снижение, но и увеличение концентрации ТЭАС относительно оптимального значения приводит к заметному ухудшению качества аглошихты. Предположительно, такое поведение исследуемой системы связано как с размерными эффектами, так и с усилением поляризации сульфогруппы в составе поверхностно-активного вещества.За допомогою стендових та лабораторних випробувань отримані відомості про фізико-хімічні процеси, які відбуваються при оґрудкуванні аглошихти. Від ступеня та якості окомкування залежать як параметри  спікання шихти, так і інтенсивність переходу у навколишнє середовище аглогазів, які містять пил та шкідливі компоненти. Була вивчена адсорбція поверхнево-активних речовин (ПАР); за даними вимірювань крайових кутів змочування розрахована адгезія розчинів ПАР; за оригінальною методикою виміряна сила, що витрачається на розривання змоченої аглошихти, а також отримані дані про змінення фракційного складу аглошихти після змочування. Визначені оптимальніпараметри процеса окомкування. Оптимальна концентрація ПАР (ТЕАС) у розчині для окомкування склала 0.00015 – 0.00020 моль/л при витратах 70 – 80 г на тону аглошихти; найкраще змочування та найменший вміст пилу (частка фракцій аглошихти &lt; 3 мм) спостерігається при застосуванні морської води в якості розчинника. Відзначено, що не тільки зниження, а й збільшення концентрації ТЕАС відносно оптимального значення приводить до помітного погіршення якості аглошихти. Вірогідно, така поведінка досліджуваної системи пов’язано як із розмірними ефектами, так і з посиленням поляризації сульфогрупи у складі поверхнево-активної речовини.

Research Into Corrosion and Electrocatalytic Properties of the Modified Oxide Films on Tin

Oxide films on tin, modified by titanium compounds, are non­toxic and serve as anticorrosion protection, material for gas sensors, photo­ and electrocatalysts. We investigated the process of anodic tin treatment in the presence of potassium metatitanate. It is shown that the two­stage technique for the formation of an oxide film at the electrode potentials of −0.3 V and 3.0 V makes it possible to substantially increase the content of titanium oxide compounds in the oxide mixture. The content of Ti(IV) reaches values of 14−15 % (mol). Films with a maximum content of titanium compounds and the largest corrosion resistance are formed at a concentration of potassium metatitanate above 1·10–3 mol/l. The time of self­activation of such films is 10 times longer than that of the unmodified films. We explored catalytic properties of the obtained films with mixed composition SnОх(TiОу). It is shown that an increase in the content of titanium oxide compounds in the film contributes to the acceleration of anodic oxidation of MTBE. It was established that this process takes place directly on the surface of the oxide film rather than during interaction with oxygen formed on the anode. The modified oxide films SnОх(TiОу) on tin with maximal corrosion resistance and electrocatalytic activity are formed from the solutions that contain 0.5M KOH

Studying the Kinetics of Extraction Treatment of Rice Husk When Obtaining Silicon Carbide

Silicon carbide is characterized by a wide range of beneficial electrophysical, anti-corrosion, and strength properties. A promising raw material for the synthesis of silicon carbide is the waste of rice production, which includes compounds of silicon and carbon-containing organic substances. The cheapness and availability of such raw materials necessitate the development of technologies to obtain silicon carbide from it. An important direction in silicon carbide synthesis technology is to obtain a high purity product. To remove impurities from rice husks, it is necessary to carry out its pre-extraction treatment. It has been established that the extraction treatment of rice husks with acid solution makes it possible to clean the raw materials from metal compounds and the excess amount of carbon-containing components. To remove impurities of metal compounds and the excess amount of carbon-containing compounds from rice husks, it has been proposed to perform the extraction with an aqueous solution of the mixture of 10 % sulfur and 15 % acetic acids. We have derived the time dependences of the degree of extraction of cellulose from rice husks. Two temporal sections of the process have been identified. It is shown that the extraction of cellulose from rice husks obeys a pseudo first-order reaction. We have calculated the constants of speed and activation energy in the course of extraction for the two time sections of the process. The activation energy of extraction over a first period is 10.75 kJ/mol; over a second period, the activation energy value is 26.10 kJ/mol. It has been established that an increase in the extraction temperature from 20 to 100 °C leads to a two-fold improvement in the process efficiency. It is shown that silicon carbide, synthesized from rice husk after its extraction treatment, is a pure crystalline material whose particles' size is from 1 to 20 micrometer